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浅析新能源汽车换电模式未来发展前景

2020-03-03刘春辉王宇婷沈润杰

时代汽车 2020年24期
关键词:换电

刘春辉 王宇婷 沈润杰

摘 要:近年来,新能源补贴政策持续退坡,新能源汽车价格优势不再,但充电焦虑,里程焦虑,安全焦虑始终困扰着消费者,成为制约新能源汽车发展的关键瓶颈。在此背景下,换电政策逐渐回暖,换电模式凭借其高效快捷,稳定安全的特点再次走进公众视野。本文对国内换电相关政策进行了梳理,总结国内外企业换电模式发展情况,并进行SWOT分析,探讨换电模式未来发展前景。

关键词:换电 SWOT 车电分离

Analysis on the Future Development Prospects of New Energy Vehicle Battery Swap Mode

Liu Chunhui Wang Yuting Shen Runjie

Abstract:In recent years, the new energy subsidy policy has continued to decline and the price advantage of new energy vehicles no longer exists. However, charging anxiety, mileage anxiety, and safety anxiety have always plagued consumers and have become a key bottleneck restricting the development of new energy vehicles. In this context, the power swap policy has gradually recovered, and the power swap mode has once again entered the public eye with its high efficiency, speed, stability and safety. This article sorts out domestic power swap policies, summarizes the development of power swap models of domestic and foreign companies, and conducts SWOT analysis to discuss the future development prospects of power swap models.

Key words:battery swap, SWOT, separation of car and electricity

1 國内换电政策变化趋势

虽然2011年国家电网确定了“换电为主,插充为辅,集中充电,统一配送”的运营思路,但由于当时新能源汽车市场尚未打开,换电生态缺乏用户基础,换电模式被逐渐搁置。2012年7月,国务院发布《节能与新能源汽车行业发展规划(2012-2020年)》,明确以充电为主要发展方向。

随着新能源汽车市场的不断推广,换电模式凭借其快捷高效、安全稳定等核心优势以及在电池统一管理、梯次利用、可再生利用等领域的发展潜力重回大众视野。2019年6月,国家发改委发布《推动重点消费品更新升级畅通资源循环利用实施方案(2019-2020年)》,明确提到“换电”、“车电分离”等概念。2020年4月,四部委发布《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,特别强调“换电车辆”不受补贴前售价30万元限制。期间,工信部多次召开座谈会,进一步推动换电标准的统一、换电商业模式的创新。换电模式正式迎来转机。

总体来说,现有政策强调充电与换电都是新能源汽车的能源补给方式,各有优势,充换电结合是新能源汽车的重要发展方向。未来将会有更多国家政策完善相关技术标准和管理政策制度,将会有更多城市出台相关政策支持换电模式的配套基础设施建设,助力换电模式进一步推广。

2 国内换电相关企业发展情况

北汽新能源和蔚来汽车是国内最早布局换电领域的整车企业,二者都在努力打造自己的换电生态系统,并尝试车电分离的商业模式,但二者在目标市场的选择上各有侧重,北汽主要布局B端市场,蔚来则重点发展C端市场。随着换电政策日趋回暖,换电技术愈加成熟,伯坦科技、哪吒汽车等新势力也开始积极筹划,为换电业务开展做好准备。

北汽主攻公用车领域,从北京出租车市场开始布局并逐渐拓展到广州、厦门等19座城市,陆续推出EU220、EU260、EU300等不同车型,累计投放换电车辆1.8万余辆。此外,北汽也在逐渐开拓私人市场,创新商业模式,降低消费者购车成本,加强电池统一管理,有效延缓私人用户的电池衰减,保障消费者的出行安全。

经过多年的艰辛探索,北汽已拥有300余项换电相关技术专利,获得ISO9001认证和世界首张电动汽车欧盟CE认证等多个资质证书,并参与起草多项国家及国际行业标准。最新智能换电站可将换电时间缩减至88秒以内,兼容北汽EU300和EU5车型,满足400次以上的换电服务能力。同时融入智能网联技术进行降低运营成本,为用户提供安全放心的电池服务。

目前,北汽通过与奥动等企业合作已在全国建立187座换电站。未来还将与国网电动车在车电分离、电池能源包、充换电服务等多项领域展开合作,希望在一年内共同建设100座换电站并服务超过10000台可换电车型。

蔚来在国内换车领域同样占据半壁江山。相比于北汽,蔚来更加重视私家车市场,主推ES6和ES8两款车型,利用车电分离模式降低购车门槛。近日,蔚来正式发布BaaS电池租用服务并设立电池资产公司蔚能。蔚来电动汽车(含电池)出厂后,不含电池的车辆卖给用户,电池卖给蔚能。用户向蔚能支付电池租金,蔚能则委托蔚来给用户提供换电运营、升级等服务,由此形成一个电池租用的商业闭环。通过电池租用模式有效缓解电池质量焦虑,避免由于电池衰减导致二手车残值过低,保障用户享受电池性能升级,从多个角度助力终端销售。

蔚来十分重视换电技术研发,在电池包技术、车身设计和云服务等多个领域累积了1200项专利技术。此外,蔚来换电站技术也在不断升级,占地面积不断缩小,建设时间不断缩短,建设成本也在不断降低。目前单个换电站仅占地3个标准停车位,建设时间小于3天,总成本小于200万,服务能力72车次/天。目前,蔚来已在全国59个城市自主建设141座换电站。

此外,吉利汽车、哪吒汽车、上汽荣威、长安新能源等整车企业开始积极布局换电汽车市场,推出换电车型。伯坦科技、宁德时代等电池企业积极开展换电领域的广泛合作。随着换电政策的逐步明朗和细化,将会有越来越多的上下游企业加入到换电建设中来。

3 换电模式SWOT分析

3.1 优势(S)

(1)快捷高效,大幅度缩短充电时间

随着换电技术的迭代升级,换电时间从5分钟缩减到3分钟再缩减到90秒,甚至可以比加油还快,而慢充一般需要6-8小时,快充至少需要30分钟充电到80%。因此,换电模式相对于充电模式具有绝对的时间优势。

(2)慢充稳定,延长电池使用寿命

换电模式便于电池统一管理,定期检测电池质量,并在恒温、恒湿的环境中采用慢充充电延长电池的循环使用寿命,确保电池使用安全。

(3)削峰填谷,缓解城市用电压力

换电电池可充分利用夜晚波谷用电时间为电池充电蓄能,有效减小电网用电负荷。此外,换电站也可以当做储能电站,进一步起到削峰填谷的作用,缓解城市用电压力。

(4)土地集约,提高资源利用效率

单位面积换电站可服务更多车辆,提高土地利用率。以北汽新能源为例,第四代换电站采用集装箱结构,单个换电站面积约70平方米,每天可服务约300台车辆换电。

(5)闭环管理,延展梯次利用、可回收利用

换电模式可利用电池全生命周期管理模型判断电池的生存状态,延展电池梯次利用体系,实现电池效益最大化。同时可以保障对废旧电池的回收利用,减少对环境的污染。

此外,换电模式有望实现车电分离,消费者在购买新能源汽车时,可以采取只购买裸车并租用电池的模式,大大降低初始购车门槛,同时能够避免因电池衰减造成的二手车残值降低,激活二手车交易市场,消费者还有机会享受电池迭代升级,租赁性能更好的动力电池。

3.2 劣势(W)

(1)成本高昂风险大

换电模式的推广离不开换电基础设施建设投入,包括土地征用成本、基础设施建设费用、日常运营管理费用、电池库存储备费用、能源站建设费用等。虽然随着技术进步,上述成本在不断下降,但对于企业来说,依然是不小的负担。

(2)换电标准难统一

换电标准统一涉及电池型号、容量、电压、原材料等多个方面的统一,此外还需要车辆底盘设计、车型设计、换电接口设计的配合,需要政策引导,多方共同推动才有可能实现,难度较大。

(3)责任归属不明晰

换电电池如果在流转过程中出现质量问题,甚至进一步导致车辆事故,电池生产企业、换电服务企业、车辆生产企业之间的责任界定存在困难,可能多方推诿,不利于保障消费者的合法权益。

(4)管理规范不明确

现有管理体系对换电车型准入、车辆年检保险、动力电池升级更换等方面缺乏相关规范管理办法,不利于换电模式的进一步推广与规范化管理。同时还应当兼顾能源补给网络建设、城市整体规划、车辆运营管理等一系列问题。

3.3 机遇(O)

(1)换电成本不断降低

相比早期,换电站的建设成本在不断降低。技术保障和成本保障的支持是换电模式迎来转机的关键。换电模式有利于丰富消费者充能方式选择,有可能解决新能源汽车发展的瓶颈问题。

(2)换电技术逐步升级

近年来,换电技术逐步升级。北汽、蔚来等企业投入大量资源研发换电技术,目前已掌握丰硕成果,拥有上百项关键专利技术,全面提升换电模式的便捷性、安全性、可用性,为换电模式的市场化推广提供技术支持。

(3)换电标准逐步完善

目前,全国汽车标准化技术委员会、中国电力企业联合会标准化中心正在牵头制定一系列电动汽车换电标准。目前已发布相关国家标准26项,行业标准18项。此外,由北汽、蔚来、中汽中心等单位牵头起草的《电动汽车换电安全要求》推荐性国家标准通过了审查,为换电模式的推广应用奠定了基础。

(4)政策导向大力支持

自2019年以来,换电领域相关政策日趋回暖,在国家发改委、工信部各类政策文件中,“换电”、“车电分离”逐渐成为高频词汇,强调充电与换电都是新能源汽车的能源补给方式,鼓励车电分离模式创新发展。各地政府也纷纷响应,发布相关政策支持换电基础设施建设。

(5)多方联动共同推进

无论是国家电网、奥动新能源,还是宁德时代、伯坦科技这样的电池制造商,以及大量的整车企业都在积极布局中国换电市场,不断钻研换电技术,推出换电模式新车型、探索换电模式应用场景。在一级市场融资方面,高瓴资本、红杉中国、汇丰银行、字节跳动等巨头也在积极布局和投资新能源产业链相关企业。

3.4 挑战(T)

(1)推进标准统一,管理规范

目前,电池多元化与标准统一化之间的矛盾严重制约着换电模式的发展。不同车型,不同应用场景对电池规格要求存在差异,但单一品牌单一车型换电必然难以形成规模。因此换电模式的推广必然要迎接统一标准的重要挑战。同时,管理规范应该覆盖电动车全生命周期,不仅要考虑准入规范,还要考虑日常使用安全与报废回收体系建设。

(2)加速资金回收,扭亏为盈

充电基础设施建设已初具规模,但换电基础设施建设还需要大量的资金在相关政策的大力扶持下,经过近几年的蓬勃发展已初具规模。相比于换电基础设施,具有大幅度優势。企业必须进一步压缩换电建设成本,提高换电站资源使用率,缩短资金回收周期,保障现金流充裕。

(3)协调多方利益,合作共赢

国外早期换电模式失败的一个重要原因就是整车厂、电池生产企业、换电服务企业与消费者之间多方利益不协调、不统一造成的。换电模式的推广需要政府的支持,更需要多方在换电技术、基础设施建设、换电接口配合等多方面展开合作,实现共赢。

(4)电池迭代兼容,科技共享

换电模式的一个重要优势在于消费者有机会享受电池迭代升级的福利,但电池迭代升级能否兼容对这一优势的发挥具有重要影响。此外、电池的梯次利用,可再生利用还面对一系列的技术挑战。因此,换电技术的突破依然是未来的重要挑战。

总体来说,换电模式相比于充电模式具有快捷高效,稳定安全、土地集约的优点,有利于缓解用户的充电焦虑和里程焦虑。电池统一管理有利于削峰填谷,缓解城市用电压力,可延展梯次利用、可回收利用,实现电池的闭环管理,提高能源利用效率。配合车电分离模式,可进一步降低新能源电动车的购车门槛,避免因电池衰减造成的二手车残值降低,用户有机会享受电池迭代升级,有利于新能源汽车市场化。虽然目前还存在电池标准不统一,责任归属不明确,换电基础设施建设成本高,管理体系不规范等缺点,但总体而言,利大于弊,换电模式有非常大的市场需求和发展空间。随着国家政策的大力支持,换电技术不断升级、换电标准不断完善,在多方联动共同推进的基础上,换电模式发展前景更加广阔。

4 未来前景展望

目前换电模式主要应用于公交车、出租车、网约车、分时租赁等营运车辆领域并已在北京、杭州、重庆等城市逐步推广。相比于私家车,营运车辆车型更加单一、品牌相对集中、电池标准化比较容易实施,同时营运车辆对电池寿命、充电时间提出了更高要求,换电模式有利于提高运营效率。根据奥动方面的测算数据显示,在厦门,换电模式收入比充电模式出租车司机收入单班高1400-1500元。如果车辆双班运营,高出的收入更多。与上述营运车辆相似,物流车对续航里程、充电效率同样有很高要求,可以作为换电车型未来重点发展方向,8月18日,上海首批换电重卡在临港新片区交车。

蔚来始终将目光对准私家车领域,并为早期车主提供终生无偿换电服务,培养更多认同换电模式的消费者。除此之外,私家车节假日长途出行,一、二线无专属停车位,或其他不便安装专属充电桩的消费者也是换电车型的主要潜在客户。随着车电分离模式的推广,新能源汽车的购车门槛进一步降低,有望获得更多私家车消费者的青睐。

总体来说,换电与充电两种供能方式之间并不是替代关系,而应该是互补关系。换电、充电基于自身特点具有各自的应用场景和客户基础。目前,建桩难、用桩难依然普遍存在,充电焦虑、里程焦虑等问题始终困扰着消费者,成为新能源汽车市场化推广的重要阻碍。换电模式的普及有利于深度缓解充电焦虑,尤其是营运车辆的充电焦虑。目前,换电模式发展仍处于初级阶段,随着政策导向提供的各方面支持,未来可能有越来越多的企业加入到换电模式建设中,换电规模也会随之扩大,换电优势将会进一步得到体现,更加有效地促进新能源市场的发展。

参考文献:

[1]高赐威,吴茜.电动汽车换电模式研究综述[J].电网技术,2013,37(004):891-898.

[2]王佳,方海峰,吴松泉.关于我国新能源汽车产业发展换电模式的思考[J]. 汽车纵横,2019,000(001):43-45.

[3]刘朝阳,卫海岗,刘礼.电动汽车换电模式主机厂发展战略建议[J].汽车实用技术,2020,000(010):13-16.

[4]甄文媛.全民换电时代能否真正到來?[J].汽车纵横,2018(08):56-57.

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